基于仿生原理的坐具設(shè)計(jì)初探

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■諶 鍇1戴向東2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林業(yè)科技大學(xué)家具與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖南長沙 410004）

基于仿生原理的坐具設(shè)計(jì)初探

Study on Seating Design Based on Biomimicry

■諶 鍇1戴向東2Chen Kai1& Dai Xiangdong2

(1.2.中南林業(yè)科技大學(xué)家具與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖南長沙 410004）

摘 要：設(shè)計(jì)對于家具產(chǎn)業(yè)的影響人們早已有目共睹，仿生設(shè)計(jì)是一種另辟蹊徑的設(shè)計(jì)方法，坐具是最常見的一類家具，筆者以仿生原理為切入點(diǎn)，對坐具仿生設(shè)計(jì)的基本特征、仿生原理、設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：坐具；設(shè)計(jì)；仿生；原理

中圖分類號：TS665.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

文章編號::1006-8260(2015)05-0032-02

基金項(xiàng)目:2012湖南省林業(yè)科技項(xiàng)目

Abstract:Abstrraacctt::It’s obvious that design impacted deeply on furniture industry.While bionic design is another new way to design seating,the commonest furniture.The author fi rstly introduced the biomimicry and analyzed the basic attributes,concept and disciplines of bionic design in seating.

KeyWoorrddss::Seats; Design; Bionic; Theories

隨著人類兩次工業(yè)革命的完成，整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)有了顯著的提升，人們在滿足了物質(zhì)生活的基礎(chǔ)上，更希望使用一些能夠帶來較好的精神感受的產(chǎn)品。家具作為一種生活器具，是人們生活中不可缺少的一部分。如今對于家具的設(shè)計(jì)不僅需要提高家具的文化內(nèi)涵和品質(zhì)，更應(yīng)該帶給人們愉悅，緩解人們生活的壓力。仿生設(shè)計(jì)是一種另辟蹊徑的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)設(shè)計(jì)師苦于缺乏設(shè)計(jì)靈感時(shí)，可以通過變換思維，從大自然這個(gè)無窮寶庫中尋找靈感。方法。通過將仿生設(shè)計(jì)具體應(yīng)用到某一件坐具的設(shè)計(jì)構(gòu)思中，采用合適的仿生手法，利用仿生原理將坐具的結(jié)構(gòu)，功能，或者造型進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)時(shí)，仿生設(shè)計(jì)就成為了一種設(shè)計(jì)方法。

1 仿生設(shè)計(jì)

仿生設(shè)計(jì)學(xué)是在仿生學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，是指模擬生物系統(tǒng)的某些原理，在理解的基礎(chǔ)上將這些原理運(yùn)用于人們?nèi)粘Ｉ畹脑O(shè)計(jì)工作中[1]。

仿生設(shè)計(jì)是人類對自然生命外在形態(tài)和內(nèi)在功能創(chuàng)造性地模擬和應(yīng)用的過程[2]。其范疇包括仿生學(xué)中強(qiáng)調(diào)用來構(gòu)造技術(shù)系統(tǒng)的仿生原理和設(shè)計(jì)學(xué)中強(qiáng)調(diào)實(shí)用的、美的造型計(jì)劃。仿生設(shè)計(jì)研究生物系統(tǒng)中自然物優(yōu)異的造型形態(tài)、功能結(jié)構(gòu)等生物形態(tài)特征及構(gòu)成原理，并選擇性地將其運(yùn)用于人類的設(shè)計(jì)工作中[3]。

對于仿生設(shè)計(jì)究竟是一種設(shè)計(jì)方法還是一種設(shè)計(jì)理念，在學(xué)術(shù)界有不同的表述。辭海中對于方法的定義則是關(guān)于解決思想、說話、行動(dòng)等問題的門路、程序等；對于理念的定義是思想，觀念[4]。經(jīng)過全面系統(tǒng)地對比可知，更多的文獻(xiàn)把仿生設(shè)計(jì)作為一種設(shè)計(jì)方法。然而本文認(rèn)為，從宏觀上而言，仿生設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)理念。對于某一類利用仿生原理已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的坐具產(chǎn)品，這類家具產(chǎn)品傳達(dá)了一種生態(tài)，健康，自然，富有人情味等仿生特性的設(shè)計(jì)思想，即仿生設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念。從微觀上而言，仿生設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)

2 坐具的仿生設(shè)計(jì)

坐具包括椅、凳、沙發(fā)等。坐具的仿生設(shè)計(jì)是將現(xiàn)實(shí)存在的自然物形態(tài)或功能特點(diǎn)進(jìn)行提煉，在理解的基礎(chǔ)上將其運(yùn)用到坐具設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品。

2.1 仿生坐具的基本特征

坐具作為一類最常見的家具，它的使用范圍極廣，使用量也很大。在日常生活中，人們不管走到哪里，每天都需要在休息或工作等日?；顒?dòng)中借助于坐具來承受自身的重力。同時(shí)，坐具有著不同于其他家具功能類型的特征，它的構(gòu)造可以很簡單和多樣，可進(jìn)行設(shè)計(jì)的空間很大，不像床等家具類型由于本身的功能特征所限，基本造型形式是拘泥于幾種固定的形態(tài)，可進(jìn)行設(shè)計(jì)的空間不大。

正因?yàn)樽弑旧泶嬖谶@些特征，家具設(shè)計(jì)師在對坐具進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)時(shí)具有較大的設(shè)計(jì)空間。國內(nèi)外家具設(shè)計(jì)史上很多仿生家具設(shè)計(jì)作品都是以坐具的形式呈現(xiàn)的，這跟坐具這種家具類型較大的可設(shè)計(jì)空間是分不開的，坐具相比比其他家具類型更適合進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)。

仿生坐具具有區(qū)別于常規(guī)坐具的一些基本特征：通常仿生坐具外觀造型自然流暢，充滿生機(jī)，富有人情味；部分仿生坐具結(jié)構(gòu)合理巧妙，省工省料。

2.2 坐具設(shè)計(jì)的仿生原理

仿生坐具設(shè)計(jì)的仿生原理表現(xiàn)形式大致可以分為三類：一類是基于自然物造型的仿生原理；另一類是基于自然物結(jié)構(gòu)或功能的仿生原理；第三類是基于自然物材料的仿生原理。

（1）基于自然物造型的仿生原理

這類原理主要是通過在坐具設(shè)計(jì)過程中具象或抽象地對自然物的一些本身具有較高美學(xué)價(jià)值的自然形態(tài)進(jìn)行整體或局部模仿來實(shí)現(xiàn)坐具的造型設(shè)計(jì)。通過這樣一個(gè)仿生設(shè)計(jì)的過程可以將自然的美進(jìn)行傳播，滿足坐具設(shè)計(jì)中人們的審美心態(tài)。

基于自然物造型的設(shè)計(jì)原理而設(shè)計(jì)的仿生坐具有很多。例如：丹麥設(shè)計(jì)大師阿洛?雅克布松設(shè)計(jì)的天鵝椅（圖1），在扶手和靠背的造型設(shè)計(jì)中運(yùn)用了仿生原理，其設(shè)計(jì)的原型就是基于天鵝這種動(dòng)物微微張開翅膀行走時(shí)優(yōu)雅的形態(tài)，對其優(yōu)雅的形態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行提煉，運(yùn)用于坐具的設(shè)計(jì)中，從而造就了天鵝椅這把椅子優(yōu)雅而自然的美感；同樣是丹麥的設(shè)計(jì)大師漢斯?瓦格納設(shè)計(jì)的孔雀椅（圖2），在靠背的造型設(shè)計(jì)中運(yùn)用了仿生原理，其設(shè)計(jì)的原型是基于孔雀開屏?xí)r美麗的尾屏造型，對其美麗的造型特點(diǎn)進(jìn)行提煉，運(yùn)用于坐具的設(shè)計(jì)中，從而造就了孔雀椅這種椅子美麗而自然的美感。

基于自然物造型的仿生原理進(jìn)行坐具設(shè)計(jì)是指不以解決坐具力學(xué)結(jié)構(gòu)，功能等問題為目的而是單純地對自然物的整體造型或局部造型進(jìn)行具象模仿或抽象模仿，將自然物的造型原理成功運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中，從而實(shí)現(xiàn)仿生坐具的造型設(shè)計(jì)，這種造型設(shè)計(jì)所追求的是一種自然的美感。

（2）基于自然物結(jié)構(gòu)或功能的仿生原理

這類原理與仿生學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)，通過將仿生學(xué)中的原理運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中來實(shí)現(xiàn)坐具的功能、造型等設(shè)計(jì)需求。這類原理的表現(xiàn)形式主要有：海星腳結(jié)構(gòu)；殼體結(jié)構(gòu)；蜂窩結(jié)構(gòu)；脊椎骨結(jié)構(gòu)；充氣和充水結(jié)構(gòu)；人體工程學(xué)等。由于目前坐具的功能主要是作為供人休息和工作時(shí)承受人體重力的生活器具，一般沒有其他特

別的功能。因此，基于自然物功能的設(shè)計(jì)原理不常見。

基于自然物結(jié)構(gòu)、功能的仿生原理進(jìn)行坐具設(shè)計(jì)是指以仿生學(xué)中的原理作為前提，在坐具設(shè)計(jì)中解決坐具的一些力學(xué)結(jié)構(gòu)、功能問題，順便通過自然物的這種能夠?qū)崿F(xiàn)仿生坐具的一些力學(xué)結(jié)構(gòu)，功能問題的合理存在的結(jié)構(gòu)的造型形態(tài)實(shí)現(xiàn)仿生坐具的造型設(shè)計(jì)。

（3）基于自然物材料的仿生原理

這類原理是利用本身具有某些物理、化學(xué)屬性和造型效果的自然物材料作為制作材料來完成對坐具的結(jié)構(gòu)、功能和造型設(shè)計(jì)。將自然材料直接或通過一定的加工處理間接運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中的形式利用了生物系統(tǒng)中自身材料的結(jié)構(gòu)原理，造型原理，這是一類特殊的仿生原理。自然材料是來自于自然的創(chuàng)造，人類利用這種自然創(chuàng)造的產(chǎn)物進(jìn)行坐具設(shè)計(jì)的過程是仿生設(shè)計(jì)的體現(xiàn)。利用自然材料設(shè)計(jì)的坐具往往充滿生機(jī)，富有生命力。這種坐具本身的親和力以及帶給人們的人文關(guān)懷，與利用人工材料（金屬、塑料等）設(shè)計(jì)的坐具相比，有著本質(zhì)上的差異。這也是為何自然材料從古就有，長盛不衰的原因，自然材料傳遞著一種仿生的設(shè)計(jì)理念，時(shí)刻提醒人們感恩自然，關(guān)愛自然，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的長遠(yuǎn)生存理念[5]。

利用仿生原理的這種特殊形式設(shè)計(jì)的坐具使用非常廣泛，并取得了很好的效果。明式家具是我國傳統(tǒng)家具發(fā)展的巔峰。明式家具的制作材料就大量使用了各種優(yōu)美的木材，這些木材紋理、色澤都非常美觀。明式家具之所以能達(dá)到我國家具的巔峰，雖然有賴于當(dāng)時(shí)的社會(huì)環(huán)境和家具工藝水平，但是自然材料的獨(dú)特魅力也為明式家具的外觀增添了許多光彩[6]。例如：德國現(xiàn)代建筑大師密斯?凡德羅在1929年設(shè)計(jì)的巴塞羅那椅（圖3）。巴塞羅那椅的制作材料是不銹鋼和皮革的搭配，冷酷的人工材料與源于自然生物的皮革的組合運(yùn)用取得了很好的效果。皮革本身的物理、化學(xué)屬性和肌理效果帶給人們溫暖的感覺，中和了不銹鋼的冷酷并襯托出了不銹鋼的力度感。使得整件坐具充滿了生命力，大氣而不冷酷。皮革制作的坐墊和靠背傳遞了仿生設(shè)計(jì)的理念，給予了人們足夠的人文關(guān)懷[7]。

利用自然物或通過適當(dāng)加工處理之后的自然物作為材料進(jìn)行坐具設(shè)計(jì)是一種運(yùn)用非常廣泛的設(shè)計(jì)手法。這類坐具與利用純?nèi)斯げ牧现谱鞯淖呦啾龋嘎冻鰜淼淖匀粴庀ⅲ约敖o予人們的人文關(guān)懷是后者所不具備的。因此，這類坐具有著獨(dú)特的魅力。如果用一種區(qū)別于單純利用人工材料所設(shè)計(jì)的坐具的方式來欣賞這類坐具，會(huì)發(fā)現(xiàn)這類坐具傳達(dá)了一種仿生設(shè)計(jì)的理念。

2.3 坐具仿生設(shè)計(jì)的原則

仿生坐具與常規(guī)坐具存在著一定的差別，它本身具有活潑、有趣、省工省料、造型流暢等特點(diǎn)。因此在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該遵循如下原則。

（1）活潑性

常規(guī)坐具的基本形態(tài)特征通常是中規(guī)中矩的，單純的造型與功能的結(jié)合，本身是呆板的，沒有活力的。而仿生坐具的設(shè)計(jì)來源于生物界，會(huì)帶有某種生物的某些特征，這樣的坐具會(huì)顯得充滿生機(jī)，給人一種活潑有趣的心理感受（圖4）。

（2）經(jīng)濟(jì)性

仿生坐具是通過模仿生物系統(tǒng)中的自然物的某些特征而設(shè)計(jì)的。然而，自然物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)等特征豐富多樣，形態(tài)各異。有時(shí)模仿生物原型的某些復(fù)雜的形態(tài)或結(jié)構(gòu)等特征可能會(huì)產(chǎn)生高昂的成本，那么這樣的仿生坐具與仿生坐具省工省料、合理高效的特點(diǎn)是相悖的。仿生坐具的設(shè)計(jì)應(yīng)該堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則，在仿生設(shè)計(jì)的過程中注意控制成本（圖5）。

（3）可塑性

仿生坐具本身是基于生物系統(tǒng)中自然物的某些特征而設(shè)計(jì)的，而生物系統(tǒng)中自然物的形態(tài)特征千姿百態(tài)，結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜多樣。要滿足生物系統(tǒng)中自然物形態(tài)或結(jié)構(gòu)的豐富多樣性，通常仿生坐具的制作材料需要有較強(qiáng)的可塑性，從而確保仿生坐具具有較高的可塑性來滿足豐富多樣的仿生原型（圖5）。

（4）適度性

在仿生坐具設(shè)計(jì)的過程中，需要將自然物的形態(tài)特征進(jìn)行提煉并運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中，在提煉生物特征的過程中，需要對形態(tài)進(jìn)行一定的簡化，對過于夸張和復(fù)雜的色彩組合形式進(jìn)行一定的弱化，并將結(jié)構(gòu)或功能性的原理在理解的基礎(chǔ)上運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中。在這個(gè)提煉過程中，需要尋找到仿生原型與仿生坐具之間的平衡點(diǎn)，使仿生坐具既能準(zhǔn)確體現(xiàn)出仿生原型的某些特征，又能保持一個(gè)優(yōu)美的造型，而不至于為了對坐具進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)，而對其強(qiáng)加上某些生物特征[8]。

■圖1　天鵝椅

■圖2　孔雀椅

■圖3　巴塞羅那椅

■圖4　小郁金香椅

■圖5　四足蟻椅

3 結(jié)語

仿生設(shè)計(jì)是一種另辟蹊徑的設(shè)計(jì)方法，將仿生設(shè)計(jì)運(yùn)用于坐具設(shè)計(jì)中，將會(huì)豐富坐具的造型，優(yōu)化坐具的結(jié)構(gòu)等，在坐具的仿生設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該抓住仿生坐具的基本特征，掌握仿生原理，遵循設(shè)計(jì)原則，從而設(shè)計(jì)出更多優(yōu)秀的仿生坐具。

（責(zé)任編輯：東 方）

參考文獻(xiàn)：

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